JPH039656B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、加入者ライン上でのデイジタル・
データおよびスピーチの送信に関するものであ
り、特に、２線式ワイヤ・ライン上で両方向のベ
ースバンド・デイジタル送信方式に係わるもので
ある。

データおよびスピーチ信号をPCMコード化し、
デコードするための新規で安価な集積回路の導入
は、加入者の電話器セツトからの直接的なデイジ
タル送信ができるようにした。より高品質のスピ
ーチの通信およびより多くの便益、例えばデータ
の伝送等々、を電話線を経由して得ることができ
る。このような伝送は、アナログ信号をもつて操
作される通常の方式のように、デイジタル信号の
両方向での同時的な伝送によつて遂行することが
できる。占有されたバンドは受入れられうる値の
中で維持され、伝送ラインとしては丁度２本のワ
イヤを必要としており、したがつて、既存の加入
者ラインを使用することができる。

受信機において、同じセツトの送信機によつて
生起されるノイズを相殺するために、ハイブリツ
ド・トランスが通常は用いられるものであり、こ
れで、受信機は送信機から交流電流において分離
されていることとなる。

しかしながら、ハイブリツド・トランスのみが
用いられているときには、ラインとハイブリツ
ド・トランスのバランス回路網との間の不完全な
インピーダンス整合の結果および伝送ラインに沿
つて存在するブリツジ・タツプによる不完全性の
結果の双方で、同じセツトの受信機の入力側にお
ける送信機によつて発生された信号の完全な相殺
は達成することが困難である。

これに加えて、その伝達関数が周波数の平方根
に比例している伝送チヤネル、即ち加入者ライ
ン、によつて導入される歪みが考慮に入れられる
べきである。

これらの歪みは、ラインの長さに依存して特別
に保護されたライン・コードまたはライン等化が
用いられない限り、伝送される記号について正確
な受信の妨げになる。

半固定の等化回路網を使用することは、精通者
が加入者ラインについて予防的な計測をし、その
設置の間にまず第一に回路網について必要な調節
作用をすることが必要とされ、またライン修正の
場合もあることから、極めて高価なものとなる。

自動的な等化においては極めて複雑な回路が必
要とされるが、それは、そのレベルが使用される
信号のそれよりはるかに高いエコー信号が、必要
な等化器の伝達関数が決定されるチヤネル伝達関
数の正確な評価をすることが不可能だからであ
る。

エコー信号およびチヤネルの歪みの存在は、受
信データの流れからタイミングおよび同期情報を
得ることを困難なものにする。同期的な伝送の場
合には、このような情報は、伝送された記号につ
いての決定を行なうのに最適の時点を設定するた
めに必要なものである。

可能性のある解決策は、有用である信号の伝送
に先立つて、必要な全てのタイミングおよび同期
情報を供給することのできる訓練の継続を送るた
めのラインの実験観察記録の使用から成るもので
ある。

それでも、このような継続交換においては双方
の端末での監視装置が必要とされ、また、データ
伝送のためにはもはや用いることのできないタイ
ム・インタバルが占有される。

したがつて、エコーが適当な方法により相殺さ
れたあとで、受信信号から上述された情報を直接
的に取出すことが便利である。一般的には、この
ような処理は、信号期間内に、有用な信号および
エコーによつて形成された信号についてのより多
くのサンプリングに基づいているものである。実
際には、単一のサンプリング作用が行われたと
き、全体としてのチヤネルはナイキスト特性を表
わすべきものであり、そのパルス応答がサンプリ
ング時点に関してよく規定された位相関係をもつ
てゼロ交差を表わす。

この発明で提供される、２線式ワイヤ・ライン
上で両方向のベースバンド・デイジタル通信方式
によつて、前記の欠点は克服され、技術的な問題
点は解決されるものであり、これは、固定された
チヤネル等化を用いても、タイミングおよび同期
情報が容易にえられ、各々の伝送の始まりにおけ
る訓練継続も必要としない。

この発明の特別な目的は、２線式ワイヤ・ライ
ン上での両方向のベースバンド・デイジタル送信
方式であつて、こゝに、伝送は、ライン上で同時
に反対方向にある２個のデイジタル・ストリーム
の間の統計的な独立性を維持する２進ライン・コ
ードにより局部的に発生されたデイジタル信号を
コード化することによつてなされ、また、各々の
ワード端における代数的な和は零に等しく、ワー
ド自体内で達成された最大値は所定の値をこえな
いようにされており；受信は、適当に振巾および
バンド巾がコントロールされた受信信号の信号期
間内に所定回数のサンプリングをすること、前記
受信信号に対して訂正信号を加算すること、適当
にバンド制限された、えられた和信号の符号を検
出すること、および、送信端においてなされるの
と反対のやり方で前記符号に関連した記号のスト
リームをデコードすることによつて行われ、基本
周波数において適当に波された前記和信号の遷
移は、サンプリングおよび符号検出がなされるタ
イミングおよび同期信号を得るために利用され、
こゝに、前記訂正信号は、前記和信号のアナログ
−デイジタル変換、および、その選択は所望の収
斂の正確さおよび比率に依存する係数と、同一期
間内で、その直前に、局部送信機によつて伝送さ
れた適当な数Ｎの記号との双方によつてそれを乗
算することによつてえられるものであり、えられ
た積は先行する期間になされた類似作用の結果に
対して加算され、次いで前記伝送された記号によ
つて順序正しく乗算されて、新らしい結果として
の積は最終的に相互に加算され、デイジタルから
アナログ形式に変換されて、この最終の結果が前
記訂正信号とされるものである。

この発明のこれらのおよび別異の特徴は、例示
として支えられ、制限的な意味をもたない好適実
施例についての以下の説明および添付図面によつ
てより明らかなものにされる。

伝送方式内でエコーの相殺をさせる、該装置の
操作原理は、基本的には、その係数がエコー・チ
ヤネルのパルス応答のサンプルされた評価を表わ
しているデイジタル横断フイルタのそれと同様な
ものである。これらの係数は、エコー信号を発生
させる記号の所定数Ｎの受信信号による積を平均
化させることによつてえられるものである。

平均は、次いで、上述の積を相殺の正確さと収
斂比率とに依存する係数Ｄによつて加重するこ
と、および、その結果を先にえられたものに加算
すること、によつてえられる。

エコー相殺信号は、係数評価とともに送信され
た最終Ｎの記号の積の加算からえられる。

前記信号は、次いで、アナログ形式に変換さ
れ、受信信号から減算されて、有用な送信信号を
回復するようにされる。

チヤネルによつて導かれる擾乱に対する感度を
低くするために、11ビツトのワードが14ビツトの
ワードに変換される11B−14Bタイプのコードが
使用され、ライン上に存在する２個のデイジタ
ル・ストリームの間の統計上の独立性を達成し、
同時に、各々のワード内のデイジタル和を最小に
するようにされる。特に、代数的なビツト和はワ
ードの終りにおいて零に等しく、また、えられた
最大の値は便宜的な値、例えば４、をこえないよ
うにされる。かくして、C.C.構成部分は零であ
る。

統計的な独立条件は、ワードの半分をコード化
すること、および、第１のものの否定による別異
の半分を得ることによつて達成される。

このコードを使用することにより、0.4・10^-3
ｍの直径をもつ通常の加入者ラインについて、80
％のロール・オフをもつナイキスト受信フイルタ
および４Kmまでの距離について訂正受信を確実に
することのできる固定等化器が用いられる。

この発明によつて提供される装置は第１図に示
されている。

局部的に発生された２進信号ストリームは、１
で示されたワイヤを介して、上述の11B−14Bコ
ードを遂行するに適当なエンコーダCOをアクセ
スする。このコード化によつて、11個の２進記号
によつて形成されたワードはなおも２進である14
個の記号のワードに関連され、これはそのあとで
エンコーダCOの出力において直列的に供給され
る。

コード化されたストリームはワイヤ２を通して
ライン増巾器ALに送られ、そのレベルを上昇さ
せ、バランス回路網LAに供給されたハイブリツ
ドＦ１を通して、３によつて示された加入者ライ
ン上での伝送を許容するようにされる。

ワイヤ５に結合されたハイブリツドの出力にお
いては、遠隔端末から到来する有用な信号、およ
び、ハイブリツドのアンバランスと加入者ライン
に沿つた可能性のあるインピーダンス不整合によ
つて生じるエコー・ノイズの双方が存在する。

これらの信号の振巾は、信号自体のピーク値に
基づいて作用するようにされた自動利得制御回路
GCによつてコントロールされる。

この回路を用いることは、後述されるアナログ
−デイジタルおよびデイジタル−アナログ変換器
の完全利用を許容する。

回路GCには受動回路網EQが継続しており、こ
れは、局部送信信号によつて占有されたバンドの
１０／１１に受信信号のバンドを制限すること、およ
び、前述されたように、加入者ラインの所定トラ
ンクを固定した方で等化させることの仕事をもつ
ている。制限されたバンド巾は、良好な擾乱の相
殺が全体的な波形について作用することによつて
達成されるべき、以後の場合において重要であ
る。

送信周波数の少なくとも２倍に等しいサンプリ
ング周波数で作用するサンプリング回路CCの入
力は、ワイヤ６を介してEQの出力に結合されて
いる。

ワイヤ７上でCCによつて供給された信号は、
エコー相殺回路CEからのワイヤ９上で到来する
訂正信号について作用するのに適当な、12ビツト
のデイジタル−アナログ変換器DAによつてワイ
ヤ８上を供給された信号に対して、加算回路SO
内で加算される。SOの出力において、ワイヤ１
０上で、エコー・ノイズのない信号が後続の処理
のために使用されることができる。特に、それは
６ビツトのデイジタル−アナログ変換器ADに送
られ、次いで、ワイヤ１１を介して回路CEに送
られる。その他に、それは、その遮断周波数が局
部送信機によつてライン上を送られる信号の周波
数と少なくとも等しいロウ・パス・フイルタPB
に対して送られる。

このフイルタの出力において、ワイヤ１２上
で、入力において存在するサンプルの関数である
所望の信号の全体的な波形が回復される。

ゼロ交差毎のパルスは、スレツシユホールド比
較器CSおよびパルス発生器FPによつて、この波
形ストリームからえられる。FPの出力において、
遠隔送信機によつて送られる信号のそれと等しい
くり返し周波数をもつパルス列がえられるもので
あり、このパルス列は、くり返し周波数の基本波
に集中されるロウ・パス・フイルタFRに対して
供給される。

FRの出力において、ワイヤ１３上に、受信信
号のくり返し周波数から開始するタイミングおよ
び同期信号を発生させるのに適当な発生器１３が
設けられている。タイミング信号が所望の信号の
伝送より直接的にえられることから、サンプリン
グの位相は、装置の構成が送信比率の関数である
間に固定したやり方で決定されることができる。

BTは電圧制御式のクリスタル発振器が備えら
れた位相ロツク・ループ回路によつて有利に実現
されることができる。

それは、ワイヤ１４を介して到達するサンプリ
ング回路CCによつて使用されるサンプリング周
波数信号、および、ワイヤ１５を通して到達し、
ワイヤ１６上のその出力においてサンプリング時
点に入力に存在するアナログ信号の符号を伝送す
るようにされる、検出回路CDによつて使用され
る信号の双方を発生させる。

最後に、デコーダDEは、ワイヤ１６に結合さ
れて、エンコーダCOのそれに対向する14B−11B
変換作用をして、有用な信号をワイヤ１７上で供
給する。

第１図においてCEによつて示されるエコー相
殺手段は、第２図により詳細に表示されている。

ワイヤ２上に存在する２進信号は、13個のセル
Ｔ１，Ｔ２，…Ｔ１３から成り、その各々はサン
プリング周期に等しい遅延を表わしている遅延線
に対して送られる。

同時に、ワイヤ１１上に存在する２進信号は、
装置によつて規定される固定的な期間で、ワイヤ
１８上で利用可能な時に、既述された係数Ｄによ
つてMPにおいて乗算される。Ｄを適当な値、特
に２の約数、に選択することによつて、積はワー
ド内で含まれているデイジタル信号を左から右へ
とシフトさせることにより簡単にえられるもので
ある。

MPの出力において、ワイヤ１９上の信号は、
次いで、ワイヤ２上に存在する記号の各々および
遅延セルＴ１，Ｔ２，…Ｔ１３の出力においてワ
イヤ２１，２２，…３３上のものにより、乗算器
Ｍ１，Ｍ２，…Ｍ１４において乗算される。

ワイヤ４１，４２，…５４上に存在する、えら
れた積は、12ビツトの記憶要素Ｃ１，Ｃ２，…Ｃ
１４に含まれ、ワイヤ６１，６２，…７４上のそ
れらの出力において存在する、先のアナログ作用
の結果に対して、14個の加算器Ｓ１，Ｓ２，…Ｓ
１４において加算される。加算作用の終りにおい
て、記憶要素Ｃ１，Ｃ２，…Ｃ１４には、ワイヤ
８１，８２，…９４を介して加算器の出力から受
入れられた、更新された和が含まれる。最後に、
14個の乗算器Ｐ１，Ｐ２，…Ｐ１４において、ワ
イヤ２上と遅延セルＴ１，Ｔ２，…Ｔ１３の出力
における双方に存在する記号は、記憶要素Ｃ１，
Ｃ２，…Ｃ１４の出力における和による乗算がな
される。その出力においてえられた積は、ワイヤ
１０１，１０２，…１１４に結合されて、加算器
ABにおいて加算される。次いで、ワイヤ９上に
はデイジタル信号が存在し、これはDA（第１図）
によつてなされるデイジタル−アナログ変換の後
で、受信信号からエコー信号を除くための訂正信
号として使用される。

Ｔ１，Ｔ２，…Ｔ１４によつて供給された記号
は２進値であることから、乗算作用は、それらが
単なる論理的AND作用より成ることから、相当
に簡略化されるものである。

上記の説明は単なる例示のためのものであつ
て、制限的な意味はない。この発明の範囲に留ま
りながら、変更および修正をなしうるものであ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この方式で用いられる装置の一般的
なブロツク図である。第２図は、第１図でCEに
よつて示されたブロツクについてのブロツク図で
ある。 CO…エンコーダ、AL…ルイン増巾器、GC…
自動利得制御回路、EQ…受動回路網、CC…サン
プリング回路、SO…第１の加算回路、PB…ロ
ウ・パス・フイルタ、CD…検出回路、DE…デコ
ーダ、CS…スレツシユホールド比較器、FP…パ
ルス発生器、FR…バンドパス・フイルタ、BT
…（信号）発生器、DA…デイジタル−アナログ
変換器、AD…アナログ−デイジタル変換器、CE
…エコー相殺回路、HP…第１の乗算器、Ｍ１，
Ｍ２，……Ｍ１４…第２の乗算器、Ｓ１，Ｓ２，
……Ｓ１４…第２の加算回路、Ｃ１，Ｃ２，……
Ｃ１４…記憶要素、Ｐ１，Ｐ２，……Ｐ１４…第
３の乗算器、AB…第３の加算回路、Ｔ１，……
Ｔ１３…遅延セル。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ２線式ワイヤ・ライン３上で両方向のベース
   バンド・デイジタル送信方式であつて、送信は２
   個のデイジタル・ストリームの間で同時にライン
   上に存在する反対方向のものとの統計的な独立性
   を維持する２進ライン・コードによつて局部的に
   発生されたデイジタル信号をコード化することに
   よつて行われ、また、各々のワードの終りにおけ
   る代数的な和は零に等しく、ワード自体内で達成
   された最大の値は所定の値をこえないようにされ
   ていることで特徴づけられ；更に、受信は、信号
   期間内に適当に振巾およびバンド巾がコントロー
   ルされた受信信号を何回かサンプリングし、前記
   受信信号に対して訂正信号を加算し、適当にバン
   ド制限のされた、えられた和信号の符号を検知
   し、そして、サンプリングおよび符号検知がなさ
   れるタイミングおよび同期信号を得るために用い
   られる、基本周波数において適当に波された前
   記和信号の伝送が、前記符号に相関された記号の
   ストリームの伝送終了においてなされるときと反
   対のやり方でデコードすることで特徴づけられ；
   また、前記訂正信号は前記和信号のアナログ−デ
   イジタル変換およびその選択が所望の収斂の正確
   さおよび比率に依存する係数Ｄと同一期間内で直
   前に行なわれる局部送信機によつて送信される適
   当な数Ｎの記号の双方による乗算によつてえられ
   るものであり、えられた積は先行期間になされた
   類似作用の結果に対して加算され、次いで前記送
   信された記号によつて順序正しく乗算され、新ら
   しい結果としての積は最終的に相互に加算され、
   デイジタルからアナログ形式に変換され、最終的
   な結果は前記訂正信号であることで特徴づけられ
   る、前記送信方式。 ２ 前記ライン・コードは11B−14Bタイプのも
   のであり、ワードの半分は他の半分の論理的な否
   定の作用を行なうことによつてえられることで特
   徴づけられる、特許請求の範囲第１項の方式。 ３ 前記ラインは加入者ラインであることで特徴
   づけられる、特許請求の範囲第１項の方式。 ４ 送信端には： 局部的に発生された信号を前記ライン・コード
   に変換するのに適当なエンコーダCO、 コード化された信号を増巾するのに適当なライ
   ン増巾器AL、 が含まれていることで特徴づけられる、特許請
   求の範囲第１項の方式。 ５ 受信端には： 受信信号のピーク値について作用する自動利得
   制御のための回路GC； 受信信号のバンドを制限し、固定したやり方で
   ラインを等化させるのに適当な受動回路網EQ； 第１の周波数において信号によつてコントロー
   ルされ、当該受動回路網の出力に結合されたサン
   プリング回路CC； 前記サンプリング回路によつて供給された信号
   に対して前記訂正信号を加算するのに適当な第１
   の加算回路SO； ライン上を送られる信号の周波数の少なくとも
   等しい遮断周波数をもち、前記第１の加算回路の
   出力に結合された、ロウ・パス・フイルタPB； 第２の周波数において信号によつて走査された
   時点に、前記ロウ・パス・フイルタの出力で信号
   の代数的な符号を検出するのに適当な検出回路
   CD； 前記検知回路によつて供給された一連の代数的
   な符号を変換して遠隔送信機によつて発生された
   信号に入れ、ライン・コードを得るために用いら
   れたものと反対のデコード作用をさせるのに適当
   なデコーダDE； が含まれていることで特徴づけられる、特許請
   求の範囲第１項の方式。 ６ 第１および第２の周波数における前記信号
   は： 前記ロウ・パス・フイルタPBの出力における
   信号のゼロ交差を検知するのに適当なスレツシユ
   ホールド比較器CS； 前記スレツシユホールド比較器の出力に結合さ
   れたパルス発生器FP； 前記パルス発生器によつて供給されたパルスの
   基本くり返し周波数に同調されたバンドパス・フ
   イルタFR； 前記バンドパス・フイルタによつて供給された
   信号を用いることにより、前記第１および第２の
   周波数において信号を発生させるのに適当な発生
   器BT； が含まれた回路によつてえられることで特徴づ
   けられる、特許請求の範囲第５項の方式。 ７ 前記発生器BTは、電圧制御式のクリスタル
   発振器をもつた位相ループ回路であることで特徴
   づけられる、特許請求の範囲第６項の方式。 ８ 前記訂正信号は： その入力において、コード化されたあとの局部
   的に発生された信号を受信する、Ｎ−１個の等し
   い遅延セルＴ１，Ｔ２，…からなる遅延線； その入力において前記和信号を受信するアナロ
   グ−デイジタル変換器AD； その入力において、前記アナログ−デイジタル
   変換器から供給されたデイジタル信号および前記
   係数の双方を受信する第１の乗算器MP； その各々は、コード化信号または前記Ｎ−１個
   の遅延セルの各々の出力における信号を、前記第
   １の乗算器によつて供給された信号により乗算さ
   せる、Ｎ個の第２の乗算器Ｍ１，Ｍ２，…； その各々は、前記第２の乗算器のひとつの出力
   における信号をＮ個の記憶セルＣ１，Ｃ２，…の
   各々の出力における信号に加算させる、Ｎ個の第
   ２の加算回路Ｓ１，Ｓ２，…； その各々は、前記第２の加算回路の各々によつ
   て供給される信号を書込み入力において受信す
   る、Ｎ個の記憶セルＣ１，Ｃ２，…； その各々は、前記記憶セルの各々の書込み出力
   における信号をコード化信号または前記遅延セル
   の各々の出力における信号で乗算させる、Ｎ個の
   第３の乗算器Ｐ１，Ｐ２，…； それらの間で、前記第３の乗算器の出力におい
   て存在する全ての信号を加算するのに適当な第３
   の加算回路AB； その入力において前記第３の加算回路から供給
   された信号を受信し、その出力において前記訂正
   信号を供給する、デイジタル−アナログ変換器
   DA； が含まれた回路によつてえられることで特徴づ
   けられる、特許請求の範囲第１項の方式。 ９ 前記第１の乗算器MPは、前記係数の値に等
   しい前記アナログ−デイジタル変換器ADによつ
   て供給された２進ワード内でいくつかのシフトを
   させるのに適当な回路であることで特徴づけられ
   る、特許請求の範囲第８項の方式。